柴油發(fā)電機靜音箱體外觀和結(jié)構(gòu)
柴油發(fā)電機組防音箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計，主要考慮能夠容納所有配套件（包括柴油機、發(fā)電機、啟動電池、斷路器、控制系統(tǒng)和消聲組件等）和降噪所需空間、足夠的進(jìn)排風(fēng)通道面積，滿足額定功率輸出，并安全、可靠運行，同時便于操作、檢修、裝卸、運輸、安裝、防塵、防雨雪和組裝等。力求用最小的體積，較低的制造和運輸成本達(dá)到各項技術(shù)指標(biāo)和功能。
一、防音箱體外形的設(shè)計
防音箱體外形通常采用正長方體設(shè)計，該方案適用于室內(nèi)外使用環(huán)境，具有適應(yīng)性和機動性較強，制造工藝性也較好的特點。為了節(jié)省空間和縮短長度，有時也采用在兩下端切為斜角并作為進(jìn)、排風(fēng)口的方案，但其缺點是容易吸入或吹揚地面的塵土、安裝于機房內(nèi)時很難將熱風(fēng)引排至室外。
1、防音箱體外形尺寸的設(shè)計
（1）長度≥柴油機＋水箱＋發(fā)電機組件總長度＋降噪進(jìn)風(fēng)室長度＋降噪排風(fēng)室長度＋吸音組件厚度。
（2）寬度≥柴油機＋水箱＋吸音組件厚度。
（3）高度≥柴油機＋水箱＋減震組件＋排氣管組件＋水箱注水口空間＋吸音組件厚度。
（4）注意事項：
① 基于低噪聲柴油發(fā)電機組通常為細(xì)長形的結(jié)構(gòu)特點，在滿足使用條件的前提下，優(yōu)先控制防音箱體的長度，控制系統(tǒng)、開關(guān)、電池和接線等組件盡量利用其他空間設(shè)置。
② 對于個別過于細(xì)長機型，箱體可以適當(dāng)加寬，使其搬移和運行更為平穩(wěn)，同時外觀也較為協(xié)調(diào)美觀。
③ 在確定箱體的高度時，應(yīng)注意水箱注水操作和觀察水位的空間，必要時可以將注水口設(shè)置在機箱外頂部。
④ 個別機型的增壓器和排氣管等高發(fā)熱（最高溫度可達(dá)600℃）組件可能比較靠近邊緣，在確定箱體外形尺寸時，要充分考慮箱壁與其保持足夠的距離，避免發(fā)電機組長時間運行時產(chǎn)生高溫烤壞吸音材料或箱板。另外，發(fā)電機組在啟動和停機過程中部分組件擺幅較大，箱壁也應(yīng)與其保持足夠的距離，避免產(chǎn)生撞傷和敲擊異聲。
2、防音箱體操作門及檢修門的設(shè)計
（1）操作門設(shè)計
通常置于發(fā)電機端（進(jìn)風(fēng)側(cè)）的端部或兩側(cè)，處于運行環(huán)境溫度相對較低的區(qū)域。操作門上一般裝鋼化玻璃觀察窗口，便于隨時察看發(fā)電機組的各種參數(shù)，同時兼有隔音作用。
（2）檢修門的設(shè)計
應(yīng)充分考慮滿足各種需要檢修或操作的方便及可能性。一般日常的保養(yǎng)、檢修項目，如更換三濾、頻率和電壓調(diào)整等，應(yīng)能方便操作；對于周期較長的保養(yǎng)、檢修項目，如更換電池和清理水箱等，也應(yīng)力求方便，必要時通過簡單拆卸個別板件就能進(jìn)行相應(yīng)的操作。
3、防音箱體的防塵及防雨雪的設(shè)計
發(fā)電機組安裝在戶外使用時，箱體設(shè)計應(yīng)充分考慮防塵及防雨雪（即全天候）的需要。進(jìn)、排風(fēng)口一般采用百葉窗結(jié)構(gòu)；對于環(huán)境粉塵污染較嚴(yán)重的區(qū)域，可以采用氣彈簧全密封窗或加百葉窗結(jié)構(gòu)，運行時僅簡單打開密封窗即可，這時密封窗也兼有雨棚功能，但這種結(jié)構(gòu)很難適用全自動化發(fā)電機組；采用電動百葉窗結(jié)構(gòu)，既可防雨雪，停機備用時也能有效的防塵，同時滿足自動化啟動并有利于防潮和提高低溫加熱啟動速度，但結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、成本偏高。
箱體上邊緣加設(shè)雨檐，可以避免或使較少雨水掉落在箱體表面；各門邊加設(shè)橡膠密封墊，可以避免雨水滲入箱體內(nèi)和由于振動而產(chǎn)生噪聲；在箱體底部開設(shè)排水孔，可以防止雨水積聚。
4、防音箱體的制造工藝性設(shè)計
防音箱體的設(shè)計，應(yīng)充分考慮加工和裝配時具有良好的制造工藝性，以便提高生產(chǎn)效率和降低成本；箱體應(yīng)有足夠的剛性，以便在吊裝和運輸過程中安全、可靠和不容易變形。
二、底座結(jié)構(gòu)的設(shè)計
低噪聲柴油發(fā)電機組通常將油箱和機座設(shè)計為一個整體，使其只需簡單地加油、加水，立即可以投入運行，同時由于該結(jié)構(gòu)具有一定的彈性，對于降低發(fā)電機組運行時的振動，對基礎(chǔ)的傳遞也有很大的作用。
1、機座的結(jié)構(gòu)設(shè)計
首先應(yīng)滿足柴油機和發(fā)電機及附件的安裝及運行時所需的剛性、扭轉(zhuǎn)強度和動態(tài)承載的要求，然后考慮其油箱的容積、加工的工藝性、總裝和搬移或吊裝的方便性等。可以根據(jù)不同機型按常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)型發(fā)電機組設(shè)計方法，確定其滿足剛性、扭轉(zhuǎn)強度和動態(tài)承載的結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)。
2、底座油箱的設(shè)計
通常低噪聲柴油發(fā)電機組油箱的容積，按發(fā)電機組滿負(fù)載運行8h左右的油耗設(shè)計，對于需要較長時間連續(xù)運行的一體化基站小功率發(fā)電機組，油箱的容積可以達(dá)到運行15h以上，大容積油箱同時抬高了小型發(fā)電機組的高度，使其操作更為方便。同時，機座上應(yīng)設(shè)計用于安裝、搬移或吊裝的裝置。室外安裝因為非常簡易，落地至水平基礎(chǔ)即可。室內(nèi)基本安裝布置如圖1和圖2所示。
靜音箱式發(fā)電機組室內(nèi)側(cè)視安裝圖
靜音箱式發(fā)電機組室內(nèi)平面安裝圖
三、降噪系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計
降噪系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要是解決通風(fēng)條件和降低噪聲之間的矛盾，在有限的空間條件下，最大限度地降低噪聲，同時不影響發(fā)電機組標(biāo)定功率的持續(xù)輸出。低噪聲柴油發(fā)電機組按噪聲等級，通常分為標(biāo)準(zhǔn)防音型（76～85db/m）和超級防音型（60～75db/m）。噪聲主要來自柴油機高速運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的機械噪聲、冷卻發(fā)電機組所需空氣進(jìn)入和排出的風(fēng)噪聲，以及由氣缸內(nèi)燃燒爆炸所產(chǎn)生的排氣噪聲等。降低系統(tǒng)的噪聲，主要是設(shè)計合理的結(jié)構(gòu)和選擇合適的材料，通過隔聲、吸音和噪聲干擾等措施來實現(xiàn)，整機外觀結(jié)構(gòu)如圖3所示。
1、進(jìn)、排風(fēng)口的設(shè)計
進(jìn)、排風(fēng)口及其通道是低噪聲柴油發(fā)電機組結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，關(guān)系到噪聲能否得到有效的控制，同時發(fā)電機組又能在合理的水溫條件下安全正常運行。進(jìn)風(fēng)口通常置于發(fā)電機側(cè)的端部，必要時可以在其兩側(cè)補充；排風(fēng)口一般置于柴油機側(cè)的前上部或兩側(cè)。
（1）進(jìn)風(fēng)口的有效通風(fēng)面積應(yīng)大于水箱的面積，確保不低于標(biāo)準(zhǔn)裸機運行所需的通風(fēng)冷卻條件，保證發(fā)電機組在額定輸出功率和正常的水溫下運行，同時應(yīng)將風(fēng)速控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)：標(biāo)準(zhǔn)防音型風(fēng)速為8m/s；超級防音型風(fēng)速為6m/s。風(fēng)速增大，將會產(chǎn)生二次噪聲。風(fēng)速等于柴油機自帶風(fēng)扇標(biāo)稱的風(fēng)量與進(jìn)風(fēng)口有效通風(fēng)面積的比值。
（2）如果進(jìn)、排風(fēng)口采用百葉窗結(jié)構(gòu)，應(yīng)特別注意百葉的結(jié)構(gòu)形狀和擺角，最大限度地利用有限的窗口面積提高通風(fēng)條件和降低風(fēng)阻。
（3）通常進(jìn)排風(fēng)通道采用擋板或隔板結(jié)構(gòu)，使空氣的流動改變方向和延長與吸音材料的接觸距離，從而提高降噪效果。對于超級防音型發(fā)電機組，必要時可設(shè)計成多級或細(xì)長的專用通道，以使噪聲得到更有效的控制。擋板或機箱壁與水箱應(yīng)有足夠的距離，減少風(fēng)阻和空氣倒流，使排風(fēng)更為順暢。進(jìn)排風(fēng)通道的結(jié)構(gòu)設(shè)計有較強的技巧性，在有限的空間選擇合理的位置和形狀可以得到最佳的效果。
2、隔聲的設(shè)計
噪聲主要是通過空氣傳遞的，所以隔聲結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)力求最大限度地密閉，使各種噪聲大部分控制在防音箱體內(nèi)。
（1）盡量將吸音材料貼附在防音箱體面板上，減少噪聲的穿透傳播；
（2）在門窗的邊緣縫隙加墊、橡膠封條，以減少噪聲的泄漏傳播。
（3）在進(jìn)排風(fēng)通道設(shè)置合適的擋風(fēng)板，避免噪聲直接傳播到機箱外，同時加長吸音通道的路徑，可以更有效地控制噪聲。
3、吸聲設(shè)計
（1）在防音箱體內(nèi)及進(jìn)排風(fēng)通道鋪設(shè)吸音材料，能夠吸收大量的噪聲，減弱噪聲的傳播；
（2）進(jìn)、排風(fēng)通道越長，降噪效果越好，但會增加風(fēng)阻，減弱通風(fēng)條件，設(shè)計時應(yīng)取得其平衡，最好能再通過試驗獲取最佳組合結(jié)構(gòu)和參數(shù)；
（3）吸音材料一般采用玻璃纖維棉表面加沖孔板，也可用發(fā)泡海綿等材料，前者吸音和耐高溫效果較好，后者制造工藝性較強；
（4）超靜音型發(fā)電機組可以通過加厚吸音材料和延長進(jìn)排風(fēng)通道來實現(xiàn)，但機箱的體積也會隨之增大。
4、排氣系統(tǒng)降噪的設(shè)計
排氣噪聲由于其頻段較寬，通常需要采用阻抗復(fù)合型消聲器（如圖4所示）對高頻和低頻噪聲進(jìn)行控制。工業(yè)型消聲器主要利用吸音材料減弱高頻段的噪聲；住宅型消聲器主要是利用氣體的干擾、壓縮和擴(kuò)張降低中低頻段的噪聲。消聲器及其排氣管和彎頭都會對柴油機的排氣產(chǎn)生阻力，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，必須將背壓控制在許可的范圍內(nèi)，特別是排煙管道需要加長時，更要進(jìn)行嚴(yán)格的校核，避免輸出功率下降，甚至發(fā)電機組無法正常運行。
（1）消聲器的設(shè)計
目前，用在柴油發(fā)電機組排氣系統(tǒng)的主要是直管式消聲器。其消聲性能主要與通道的形式、長度及吸聲材料的性能有關(guān)。
直管式消聲器是阻性消聲器中最簡單的一種。直管式消聲器消聲量計算公式為
δl=φ(a0)l×p/s
式中， δl——消聲量：
φ(a0) ——與材料吸聲系數(shù)a0有關(guān)的消聲系數(shù)（粗略計算時可取φ(a0)值為1）；
l——消聲器的有效長度；
p——消聲器通道截面周長；
s——消聲器通道截面積。
由上式可知，阻性直管式消聲器的消聲量除與吸聲材料性能有關(guān)外，還與消聲器的有效長度l及通道截面周長p成正比，而與消聲器通道截面積s成反比。因此，增加有效長度l和通道周長與截面積之比p／s即可提高消聲量。當(dāng)通道截面積因流量、流速要求而確定時，選擇合理的通道截面形狀，也可提高消聲效果。
抗性消聲器的消聲性能主要與抗性膨脹室的膨脹

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